Spontaneous neoclassical tearing modes (spontaneous NTMs) have been observed in the National Spherical Torus Experiment (NSTX). Recently, a TRANSP based model for the modified Rutherford equation analysis was developed to accurately predict the effect of fast ions on the growth of magnetic islands. The goal of this paper is to utilize the TRANSP NTM model to understand the role of fast ions in NSTX spontaneous NTMs. Our analysis shows that when the passing fast ion driven kinetic neoclassical polarization current term is larger than 1% of the bootstrap current term in the modified Rutherford equation, fast ions play a decisive role in the early growth phase of spontaneous NTM. This result is applicable to any tokamak plasmas with a fast ion drift orbit width, or the fast ion poloidal Larmor radius, comparable to the magnetic island width.
自発的新古典テアリングモード（自発的NTM）は、国立球状トーラス実験装置（NSTX）において観測されている。最近、磁気島の成長に対する高速イオンの影響を正確に予測するために、修正ラザフォード方程式の解析に基づくTRANSPモデルが開発された。本論文の目的は、NSTXにおける自発的NTMに対する高速イオンの役割を理解するために、TRANSP NTMモデルを活用することである。我々の解析により、修正ラザフォード方程式において、高速イオン駆動の運動論的新古典分極電流項がブートストラップ電流項の1%より大きい場合、高速イオンは自発的NTMの初期成長段階において決定的な役割を果たすことが示された。この結果は、高速イオンのドリフト軌道幅、すなわち高速イオンのポロイダルラーマー半径が磁気島幅と同程度である任意のトカマクプラズマに適用可能である。